8086汇编 CPU 寄存结构

8086汇编 CPU 结构

8086 CPU 组成

一、结构说明

8086CPU主要由三块部分组成、通过内部总线实现CPU内各个器件之间的联系：

1. 运算器进行信息处理：处理指令运算使用。
2. 寄存器进行信息存储：存储地址数据使用。
3. 控制器协调各种器件进行工作：发送读写执行使用。

二、寄存器

寄存器是CPU内部的信息存储单元 CPU通过寄存器存放、内存地址、数据、指令，通过总线访问主板上任意连接的设备。

8086CPU有14个寄存器：

1. 通用寄存器：AX、BX、CX、DX
2. 变址寄存器：SI、DI
3. 指针寄存器：SP、BP
4. 指令指针寄存器： IP
5. 段寄存器：CS、SS、DS、ES
6. 标志寄存器：PSW

通用寄存器说明：

• AX：计算乘法除法专用
• BX：可作为指针寄存器专用、默认指向DS
• CX：默认循环指针、指针转移专用
• DX：配合AX计算乘法除法专用

8086 CPU 存储方式

一、CPU 存储

CPU 存储主要通过寄存器，在8086CPU中寄存器最多可以存储16位数据，两个字节。

CPU寄存器存储单位：

　　字：CPU寄存器使用位以字为单位、PC位、如 16位 32位 64位、称为字、8086CPU的字长(word size)为16bit=2字节。

　字节：1字节 = 8bit 、1bit= 二进制1

二、CPU 兼容

　　上面说到8086CPU寄存器存储单元最多存储16位数据存储，那么上一代最多存储8位数据、那么如今的16位CPU是如何兼容8位CPU的，下面会有说明。

　　通用寄存器均可以分为两个独立的8位寄存器使用、两个8位寄存器作为一个16位寄存器使用。

高位低位：

一个字(word)可以存在一个16位寄存器中

• 这个字的高位字节存在这个寄存器的高8位寄存器
• 这个字的低位字节存在这个寄存器的低8位寄存器

通用寄存器

• AX可以分为AH和AL
• BX可以分为BH和BL
• CX可以分为CH和CL
• DX可以分为DH和DL

高低位在内存中存储：

低位字节存在低地址单元，高位字节存在高地址单元。

例：20000D（4E20H）存放0、1两个单元，18D（0012H）存放在2、3两个单元。

注：先读高位地址1、在读低位地址0。4E20H。

（1）0地址单元中存放的字节型数据是（ 20H 　）

（2）0地址字单元中存放的字型数据是（ 4E20H ）

（3）2地址单元中存放的字节型数据是（ 12H　 ）

（4）2地址字单元中存放的字型数据是（ 0012H ）

8086CPU 物理寻址

一、CPU 寻址

• CPU访问内存单元时要给出内存单元的地址。
• 所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间。
• 每一个内存单元在这个空间中都有唯一的地址，这个唯一的地址称为物理地址。

问题说明

　　上篇博客我们知道了 8086CPU是20位地址总线，可传送20位地址，寻址能力为1M。但是8086CPU是16位结构的CPU。运算器一次最多可以处理16位的数据，寄存器的最大宽度为16位，在8086内部处理的、传输、暂存的地址也是16位，寻址能力也只有64KB，那么8086如何处理在寻址空间缺乏的问题，下面会说明。

解决方法

CPU在访问内存时，用一个基础地址（段地址×16）和一个相对于基础地址的偏移地址相加，给出内存单元的物理地址。

• 用两个16位地址(段地址、偏移地址)合成一个20位的物理地址。
• 地址加法器合成物理地址的方法
• 物理地址=段地址×16+偏移地址

注：段地址x16就相当于段地址向左偏移4个二进制位

注：相当于16位段地址向左移动4个二进制位、加上偏移地址、值为20位内存地址。

注：通过段地址向左偏移4位后 + 偏移地址 = 物理地址、只要结果成立，可任意调整段地址与偏移地址。

段地址会采用一个寄存器进行存储16位数据、在通过另一个寄存器存储偏移地址。

 

 二、CPU 内存分段

8086CPU用“（段地址×16）+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址。

实际上内存并没有分段，段的划分来自于CPU。

可根据、物理地址、段地址、求出偏移地址。

分段方案

1. 段地址×16 必然是 16的倍数，所以一个段的起始地址也一定是16的倍数；
2. 偏移地址为16位，16 位地址的寻址能力为 64K，所以一个段的长度最大为64K。
3. 段地址：分段内存的起始地址到结尾中、取结尾后16个二进制位。
4. 可根据、物理地址、段地址、求出偏移地址。